公路交通安全设施设计规范JTG D81-2017条文说明

公路交通安全设施设计规范
JTGD81-2017
条文说明
1总则
1.0.1 2006年7月，原交通部发布了《公路交通安全设施设计规范》(JTGD81-2006，以下简称《设计规范》)和《公路交通安全设施施工技术规范》(JTGF71-2006)，自2006年9月1日起施行，原《高速公路交通安全设施设计及施工技术规范》(JTG074-94)同时废止。

《设计规范》适应了我国当时公路建设新理念的要求，突出了“以人为本、安全至上”的指导思想，适用范围由高速公路、一级公路扩大到新建和改建的各等级公路；进一步明确了公路护栏的防撞性能，调整、扩充了护栏的防护等级，对护栏的设置原则作了较大修改，完善了护栏端部处理和过渡处理的内容；增加了交通标志、标线和中央分隔带开口护栏的内容；重点强调了设计原则和设计方法，并为新技术的开发和应用留有余地；引入了路侧安全净区、宽容设计、运行速度和安全性评价等概念。

《设计规范》施行几年来，有效地提升了我国公路交通安全设施的设计水平，促进了公路安全设施应用的规范性和科学性，为预
防和减少交通事故、保护生命、保障各等级公路的交通安全发挥了重要作用。

随着我国公路建设事业的迅猛推进，交通安全设施也在各等级公路中进行了大量的应用。

在具体实践中发现，《设计规范》尚存在一些不能很好地适应我国大规模的公路建设需要的问题，具体表现为：
(1)设置方面
在总体设计上，如何加强主动引导设施的设置、合理设置被动防护设施的原则需要进一步明确；
路侧净区的宽度如何根据公路设计速度或运行速度、交通量、几何技术指标(平、纵、横)等因素来确定；
中央分隔带护栏的设置如何体现公路等级、交通量、景观要求等因素；
如何使护栏设置的等级更加精细化；
针对我国大型车辆越来越多的趋势，在《设计规范》中采取什么措施，来提高相关公路的交通安全保障水平。

(2)护栏受碰撞后的变形方面
对各类护栏受碰撞后允许的变形量需要提出要求。

(3)形式选择方面
护栏形式的选择如何更好地体现安全与景观的因素，低等级公路如何采用经济有效的防护措施需要进一步明确。

(4)结构计算方面
桥梁护栏结构的计算模型与方法需进一步细化等。

此外，对多车道高速公路、低等级公路、改扩建工程和公路网络化发展带来的交通安全设施设置方面的新问题的规定有所欠缺或不够具体，在使用操作性方面还有需要改进的空间。

本次《设计规范》的修订工作，从我国实际国情和公路交通发展状况出发，全面总结了2006年以来我国各等级公路交通安全设施的使用经验，总结、吸取了国内外公路建设和公路安全研究领域取得的先进经验与失败教训，列现行《设计规范》进行了适当调整和补充完善，更加提高了针对性和可操作性，强化了安全设施设计的系统性和设置的科学性，突出了其主动引导、方便认知、保持交通流稳定顺畅方面的功能，加强了新技术的应用，使该规范更加科学、实用、易于掌握，以期进一步提升公路安全保障水平，更好地服务群众安全、便捷出行。

1.0.3《设计规范》2006版公路交通安全设施的内容包括护栏、交通标志、交通标线、隔离栅、桥梁护网、防眩设施、轮廓标和中央分隔带开口护栏等。

根据现行《公路工程技术标准》(JTGB01)的编排顺序，考虑到交通安全设施的使用功能，本次修订的排列顺序调整为交通标志、交通标线、护栏和栏杆、视线诱导设施、隔离栅、防落网、防眩设施、避险车道和其他交通安全设施(包括防风栅、防雪栅、积雪标杆、限高架和凸透镜等)。

主要变化如下：
(1)将“交通标志”“交通标线”的编排顺序前置，突出主动引导设施的功能；
(2)将“路基护栏、桥梁护栏、中央分隔带开口护栏”等合并为“护栏”一章，并增加了“缓冲设施”；
(3)将“轮廓标”扩充为“视线诱导设施”，增加了隧道等特殊路段的边缘指示；
(4)“桥梁护网”扩充为“防落网”，包括“防落物网”和“防落石网”两类；
(5)新增“避险车道”一章；
(6)新增“其他交通安全设施”一章，包括“防风栅、防雪栅、积雪标杆、限高架、减速丘和凸面镜”等。

1.0.4研究表明：产生道路交通事故的原因中，约95％的交通事故与人的因素有关；约28％的交通事故与道路环境因素有关；约8％的交通事故与车辆因素有关，如图1-1。

三个因素中的不利条件组合起来，就容易导致交通事故的发生。

因此，从预防交通事故发生的角度，要积极消除三个因素中的不利条件，以“人”为参考标准，通过良好的道路设计使其能适应于人的能力极限；通过先进的技术使车辆能简化驾驶人的工作任务，并尽可能高效地保护弱势人员；道路使用者要受到适当的教育、能获取必要的信息、能有效控制自己的行为。

公路交通安全设施作为公路交通环境的一部分，可以通过加强主动引导、完善路侧宽容设计、适度设置防护设施等措施消除公路交通环境中的部分不利因素，为提高公路交通安全水平发挥自己的作用。

图1-1导致交通事故的因素
注：资料来源为RTANSW，1996。

为实现其功能，公路交通安全设施的设计不但要考虑公路技术条件(决定了公路的线形指标和车辆的运行速度)、地形条件(不同的地形条件对安全设施的要求不同，如山区公路长大陡坡、小半径曲线外侧等事故易发路段，要求更高的安全设施设置标准)、交通条件(车型不同，车辆的制动距离、运行速度、灵活度不同；大型车辆较多时，对护栏等设施的防护要求更高，同时还要考虑小型车辆驾驶人能否及时发现并认读交通标志)，而且还要考虑周边路网条件和环境条件，进行总体设计，这样才能从公路使用者的角度出发，更好地为其提供优质服务。

对公路的行政等级是否应作为交通安全设施设计的考虑因素，根据对全国各省(自治区、直辖市)交通运输厅(委、局)、公路管理机构和设计单位的调研结果，约2／3的单位和专家认为公路的行政等级并不直接影响交通安全，不必作为设计的考虑因素。

但行政等级与公路功能和交通构成相关，在交通标志指路信息的选取时需要考虑。

交通安全设施之间、交通安全设施与公路土建工程和其他设施之间需要互相协调、配合使用。

如交通标志与交通标线之间的含义不能相互矛盾，交通标志与监控外场设备之间不能互相遮挡，护栏之间的形式不一致时要进行过渡处理，公路上设置减速丘时要设置相应的交通标志、标线等。

1.0.5为满足公路使用者安全行车的需要，公路交通安全设施要具有四类使用功能，分别为主动引导、被动防护、全时保障、隔离封闭。

其中，主动引导、全时保障、隔离封闭设施可以起到事故预防的作用，有效避免交通事故的发生，而被动防护设施的合理设置可以有效降低事故的严重程度。

公路交通安全设施在设计时，对于已开展公路交通安全评价的项目，建议以评价结论为基础；未开展公路交通安全评价的项目，需要进行交通安全综合分析。

从公路使用者的角度出发，要优先设置主动引导设施，根据实际需要，合理设置被动防护设施，以充分体现驾驶人及其他公路使用者的需求，为其安全、便捷、舒适的出行提供多方面的支持和保障。

1.0.6公路在运营过程中，当路面技术指标低于规定值时，需要采取加铺、罩面等措施，使得部分交通安全设施，如护栏的高度、交通标志的高度等受到一定程度的影响，严重的会影响其使用功能。

对这些情况，需要在设计时采取一定的措施，如适当增加交通标志的高度；混凝土护栏可适当加高并采用单坡型；波形梁或缆索护栏立柱适当加长并预留连接孔，也可采用迫紧器抽换式混凝土基础的方式来安装立柱。

图1-2为采用铸钢材料制作的迫紧器抽换
式混凝土基础示意图。

图1-2迫紧器抽换式混凝土基础示意图(140mm规格)(尺寸单位：mm)
改扩建公路工程需要充分考虑既有公路的交通安全运营特征，在对其进行调查与综合分析的基础上，结合改扩建后的公路条件(包括公路等级、设计速度等)、交通条件、环境条件等进行交通安全设施的设计。

对既有交通安全设施，从资源节约和环境保护的角度来说，需要合理利用并对存在的缺陷加以完善。

1.0.8近年来，国内外公路交通安全设施领域的新技术、新材料、新工艺、新产品不断出现，在设计中采用时，需要注意以下几个方面的因素：
任何新技术、新材料、新工艺、新产品首先需要满足安全和使用功能方面的要求，要通过有关权威机构的试验验证，符合相关标准、规范的要求。

如护栏方面的产品可按照现行《公路护栏安全性能评价标准》(JTGB05-01)的规定确定该产品能否达到相应的防护性能；标线涂料、防眩板能否满足相关规范中规定的功能要求等。

其次还要考虑耐久性、建设成本、养护成本、美观、防盗等因素。

在必要的条件下，需要经过现场试验段的检验。

经上述充分论证后，才可以采用公路交通安全设施的新技术、新材料、新工艺和新产品。

对于经实践验证为可靠的新技术、新材料、新工艺和新产品，要积极推广使用。

2术语
2.0.1国内外研究成果表明：保证一定宽度的净区可以使绝大多数驶出路外的车辆恢复正常行驶。

净区宽度可分为计算净区宽度和实际净区宽度，附录A提供了计算方法。

前者为驶出车行道的车辆重返公路提供了容错空间，为理想值，如图2-1所示；后者为实际路况可达到的宽度值。

中央分隔带和分离式路基左侧净区宽度的含义与路侧相同，如图2-2所示。

图2-1计算净区宽度示意
图2-2路侧与中央分隔带净区示意
注：图中“CZ”为计算净区宽度。

2.0.10～2.0.12“可以减缓冲击、降低碰撞车辆和车内人员伤害”、“起阻挡、缓冲和导向作用”是根据《公路护栏安全性能评价标准》(JTGB05-01-2013)判定的。

2.0.13隔离设施起分隔对向机动车、分隔同向机动车和非机动车的作用，没有要求具有防撞性能，不包含标线。

3总体设计
3.1一般规定
3.1.1根据现行《中华人民共和国安全生产法》第二十八条“生产经营单位新建、改建、扩建工程项目(以下统称建设项目)的安全设施，必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用。

安全设施投资应当纳入建设项目概算。

”做出本款规定。

3.1.2公路交通安全设施为公路工程的重要组成部分，其总体设计也是公路工程总体设计的一部分。

其主要作用是：
(1)协调设计界面：包括明确交通安全设施与公路土建工程、服务设施和管理设施等专业之间的关系和界面，并确定各专业之间的设计优先顺序，即设计过程中哪个专业为主导，对整个工程的设计起控制作用，哪个专业需要配合，对整个工程进行功能完善。

(2)统一设计原则：公路工程分期修建时，交通安全设施需要与公路土建工程统一设计、分期实施；公路工程由两个或以上单位设计时，需要由一个单位负责统一各设计单位的设计原则、技术标准、建设规模和主要技术指标。

(3)提出文件编制内容：针对公路工程的特点和不同设计阶段的要求，提出各阶段设计文件的构成和具体内容。

3.1.3公路交通安全设施的总体设计需要充分收集土建工程设计图纸、概预算定额、所在路网交通工程及沿线设施设计资料、所在地区公路交通主管部门制定的公路网规划和交通安全设施设计的
相关技术要求，以及交通安全评价结论，据以作为确定项目特点、功能和定位、有针对性地开展设计的依据。

公路交通安全设施设计前，需要开展现场调研工作，向公路养护、交通管理和驾驶人征求对现状相关路网交通安全设施设置的意见和建议，据此可以改进和完善公路交通安全设施的设计工作。

3.1.4本条对总体设计的内容进行了规定。

对于公路工程分期修建的总体设计，需要增加分期实施的内容；对于多单位承担设计的总体设计，需要由负责单位协调参与单位共同确定。

3.1.5与新建项目相比，公路改扩建项目需要列既有的交通安全设施的现状、运营过程中存在的问题、公路运营管理部门和公路使用者的需要进行全面调查，并对其可利用性做出综合分析。

根据调查和综合分析结论，提出既有设施的再利用方案、临时交通安全设施的设计内容及主要方案、交通安全设施的造价测算等。

3.2项目和路网特征分析
3.2.3《公路工程技术标准》(JTGB01-2014)第1.010条规定：“二级及以上的干线公路应在设计时进行交通安全评价，其他公路在有条件时也可进行交通安全评价”。

公路项目安全性评价是指从公路使用者的角度，按一定的评价程序，采用定性和定量的方法，对公路交通安全进行全面、系统的分析与评价。

我国交通运输部2015年12月发布了《公路项目安全性评价规范》(JTGB05-2015)，对安全性评价的程序和方法进行了规定。

考虑到本规范的使用范围为“新建和改扩建的各等级公路交通安全设施的设计”，已经开展交通安全评价的项目，交通安全设施设计人员要收集相关评价资料，通过分析确定公路运行中可能存在的安全风险和隐患路段(点)和安全设计重点；未开展交通安全评价的项目，需要设计人员从公路使用者的角度出发，借鉴交通安全评价的思路和方法，对项目进行交通安全综合分析，确定可能存在的隐患路段(点)和安全设计重点。

3.3设计目标
3.3.1本条结合交通安全设施的功能要求和建设成本，提出从服务、安全、管理、环境、成本等方面确定交通安全设施的设计目标。

这里并非是指每一个项目均要实现这五个方面的目标，而是要根据项目特点和实际条件，合理确定其设计目标。

如旅游公路，重点需要从服务、安全和环境方面提出设计目标，而成本可不作为重点。

(1)服务方面：公路交通安全设施设计单位需要加强与项目建设单位和土建工程设计单位之间的胁调，准确掌握土建工程的设计指导思想和原则，明确交通安全设施的服务对象和范围，合理确定“服务”设计目标。

(2)安全方面：结合本规范第3.2.3条确定的安全风险和隐患路段(点)及安全设计重点，提出“安全”方面的设计目标，如护栏的防护能量、中央分隔带开口护栏的防护等级等。

(3)管理方面：公路交通安全设施设计单位通过加强与项目运营和养护管理等单位的协调，准确掌握公路运营管理的需求，如速度控制、允许通行的车辆、建筑限界控制等。

通过交通安全设施的设计，实现“利于管理”的设计目标。

(4)环境方面：对于穿越环境敏感区的公路，需要提出减少对自然环境破坏、与自然环境相协调的设计目标，如采用图形化交通标志、设置通透式护栏等。

(5)成本方面：需要从全寿命周期成本和运营养护需求的角度，提出效益投资比最大化和降低运营养护成本的目标。

全寿命周期成本管理起源于美国军方，主要用于军事物资的研发和采购，适用于产品使用周期长、材料损耗量大、维护费用高的产品领域。

2005年，我国开始在公路工程的勘察设计中引进这一理念，即要从项目生命周期的全过程去看待成本，把公路放在环境和社会的大系统中去考察其成本。

对于交通安全设施的设计来说，不但要注重项目的初期建设成本，还要注重其后期维修和养护成本，如常规养护、事故养护、材料储备以及养护修复的方便性等发生的费用。

交通安全设施的设计还要有一定的前瞻性，即在投入使用后，不能因为后期发生的少量路面加铺、罩面等养护工作而失去或大幅度降低其使用功能。

3.3.2交通安全设施的再利用一般包括直接利用、改造利用、作为临时设施和作为材料加以利用等方式。

从资源节约的角度，公路改扩建项目要将既有交通安全设施的再利用率作为一个设计目
标。

此外，为满足边通车、边施工的需要，临时交通安全的设置也要提出一些设计目标，如交通标志的版面、护栏的防护等级等。

3.4设置规模
3.4.1交通安全设施按照可实现的功能，可以划分为主动引导、被动防护、隔离封闭、全时保障、控制出入等设施：主动引导设施包括交通标志、交通标线、视线诱导设施、积雪标杆、凸面镜等，为驾驶人提供路网信息和公路轮廓，使车辆保持在车行道以内。

被动防护设施包括护栏(含路基护栏、桥梁护栏、中央分隔带开口护栏、缓冲设施)、避险车道等，为失控车辆提供防护和逃生通道。

隔离封闭设施包括隔离栅、防落网、防风栅、防雪栅等，以保障公路的运行畅通。

全时保障设施除主动引导设施外，还包括防眩设施等。

控制出入设施包括限高架、减速丘等，对不符合规定的车辆禁止入内，或者强制车辆减速。

同一种交通安全设施往往具有多重功能，如反光交通标志、标线不但是主动引导设施，也是有效的全时保障设施，本条主要是依据交通安全设施的主要功能来划分的。

公路交通安全设施的设置规模，需要在综合考虑所在路网规划、公路功能、技术等级、交通量、车型组成和环境等因素的基础上合理确定。

3.4.2～3.4.6在明确设计目标后，交通安全设施设置规模的确定需要考虑的因素主要包括两个方面：
(1)宏观方面：所在路网的规划和公路功能。

所在路网的规划和公路功能决定了本项目在路网中的定位、与周边路网的关联关系及主要使用对象，间接确定了公路的运行速度和运行状态，从宏观方面影响了交通安全设施的设置规模。

(2)微观方面：技术等级、交通量、车型组成和环境等因素决定了具体交通安全设施的设置种类、数量和等级，是交通安全设施设计的主要依据，从微观方面影响了交通安全设施的设置规模。

根据现行《公路工程技术标准》(JTGB01)的规定，公路技术等级应根据路网规划、公路功能，并结合交通量论证确定：主要干线公路应选用高速公路；次要干线公路应选用二级及二级以上公路；主要集散公路宜选用一、二级公路；次要集散公路宜选用二、三级公路；支线公路宜选用三、四级公路。

3.5结构设计标准
3.5.1公路交通安全设施通过某种特定的结构为载体实现其警告、提示、诱导、隔离、防眩、防护等功能，因此结构的受力安全是交通安全设施发挥功能的基础。

交通安全设施结构设计是根据结构所受作用进行受力验算的过程，也是交通安全设施设计的内容之一。

公路交通安全设施结构类型多种多样，涉及作用种类众多，表3.5.1列出了进行交通安全设施结构受力验算时主要考虑的作用。

对于其他作用，例如混凝土护栏的收缩及徐变作用，目前尚不具备进行计算的条件，因此未列入表3.5.1中，但在设计中仍需要考虑这类作用对结构使用可能产生的影响而采用相应的构造处理措施。

3.5.2结构设计安全等级是根据结构破坏可能产生后果的严重程度划分的等级，体现了不同结构的可靠度差异，现行《公路工程结构可靠度设计统一标准》(GB／T50283)规定公路工程结构的设计安全等级包括一级、二级和三级。

根据交通安全设施结构破坏可能产生后果的严重程度，其设计安全等级规定为二级和三级，表
3.5.2列出了不同安全等级对应的交通安全设施类型。

设计人员电可以根据交通安全设施所处位置的具体情况，与建设单位商定调整结构设计安全等级，但不能低于表3.5.2规定的等级。

3.5.5阻挡功能是护栏最基本和最重要的功能，根据汽车碰撞荷载按承载能力极限状态的偶然荷载效应组合进行设计验算，能够大体估算出护栏能否有效阻挡该防护等级的碰撞车辆，而护栏缓冲功能和导向功能的检验需要经过实车足尺碰撞试验。

车辆碰撞护栏时，碰撞荷载的作用点是沿着护栏迎撞面移动的，并随时间而变化，在整个碰撞过程的不同时间点(例如客车头部接触护栏、货车驾驶室和车厢前部接触护栏、客车和货车驶离护栏时车辆尾部接触护栏)出现碰撞力峰值。

但在客车头部、货车驾驶室和车厢前部接触护栏时车辆穿越护栏的可能性最大，车辆驶离护栏时已改变行驶方向，穿越护栏越出路外的危险性降低，所以取客车
头部、货车驾驶室和车厢前部接触护栏时的碰撞力峰值作为设计碰撞荷载。

车辆碰撞护栏是十分复杂的过程，到目前为止尚没有精确计算方法来进行描述。

车辆碰撞护栏常用的数学模型见图3-1，该数学模型的建立基于以下基本假设：
(1)从车辆碰撞护栏起到车辆改变方向平行于护栏止，车辆的纵向和横向加速度不变；
(2)车辆的竖向加速度和转动加速度忽略不计；
(3)车辆改变方向平行于护栏时车辆的横向速度分量为0；
(4)车辆在改变方向时不发生绊阻；
(5)车辆碰撞护栏期间容许车辆发生变形，但车辆的重心位置不变；
(6)车辆近似为质点运动；
(7)刚性护栏的变形值D＝0，半刚性护栏和柔性护栏的变形值D ＞0；
(8)车辆与护栏、车轮与路面的摩擦力忽略不计；
(9)护栏连续设置。

图3-1车辆与护栏碰撞的数学模型
式中：F横max——车辆作用在护栏上的最大横向力(kN)；m——车辆质量(kg)；
v1——车辆的碰撞速度(m／s)；
θ——车辆的碰撞角度(°)；
C——车辆重心距前保险杠的距离(m)；
b——车辆宽度的一半(m)；
D——护栏的最大横向动态变形值(m)，混凝土护栏D＝0，金属制护栏D＝0.3～0.6m。

为验证式(3-1)和式(3-2)预测的精度，美国曾用其预测的横向碰撞荷载与碰撞试验实测的碰撞荷载相比较，得出公式的预测精度为±20％，如表3-1。

从表3-1可见，对于小汽车，式(3-1)和式(3-2)预测的碰撞荷载和试验的实测值很相近。

英国桥梁护栏标准中护栏的设计荷载就直接采用式(3-2)的计算值。

表3-1刚性护栏横向碰撞荷载(碰撞速度96km／h，θ＝15°)
日本现行车辆用刚性护栏碰撞荷载如表3-2。

日本金属制桥梁护栏碰撞试验的结果如表3-3。

表3-2日本刚性护栏碰撞荷载。